專利名稱：一種垃圾填埋場防滲帷幕用注漿材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于垃圾填埋場防滲帷幕的注漿材料及其制備方法。
背景技術：
注漿材料的發(fā)展具有悠久的歷史，早期使用水泥為注漿材料，19世紀后期，注漿發(fā)展到以水玻璃類漿材為主的化學漿材，二戰(zhàn)后，化學漿材得到了飛迅的發(fā)展，特別是近年來，基于有機高分子材料的注漿材料發(fā)展迅速。水泥漿材雖然造價低廉、來源豐富，結石體強度也較高，但是，普通水泥顆粒大，且流動性一般，穩(wěn)定性差，抗長期滲壓能力弱。一般的化學漿液都具有毒性并價格較貴，且結石體強度也較水泥漿材低。而高分子材料價格昂貴，不能廣泛應用，因此，開發(fā)取材方便、價格低廉、環(huán)境友好且處理效果好的注漿材料是未來發(fā)展的主要方向。我國垃圾填埋場眾多，其中大多數(shù)發(fā)生了滲漏現(xiàn)象，采用灌漿防滲帷幕作為阻隔層在我國應用廣泛，因此，注漿材料的需求量大。隨著城市生活垃圾產(chǎn)量的激劇增加，焚燒將成為垃圾處理的最主要方式，據(jù)估計，我國垃圾焚燒處理率在2011年有望達到對％。但是，焚燒法產(chǎn)生的飛灰是一種同時具有重金屬危害特性和環(huán)境持久有機毒性危害特性的雙料危險廢物，對人體健康和生態(tài)環(huán)境具有極大的危害性，因此，垃圾焚燒飛灰的處置問題一直是全球所面臨的重大環(huán)境問題，是垃圾焚燒技術發(fā)展的主要瓶頸。飛灰是以Ca、Si、Al、 狗的氧化物為主要成分的非均質(zhì)材料，具有極強的化學活性，是開發(fā)膠凝和吸附材料的潛在原料，但在利用前飛灰應進行解毒處理。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述存在的問題，本發(fā)明公開了一種垃圾填埋場防滲帷幕用注漿材料及其制備方法，該材料的目的在于提供一種成本低、取材方便、處理效果好、可注性強、操作簡單、 可規(guī)?；玫睦盥駡龇罎B帷幕用注漿材料，其技術解決方案為一種垃圾填埋場防滲帷幕用注漿材料，注漿材料組份按以下質(zhì)量百分比分別為。
垃圾焚燒飛灰 40 50% 有機硫0.5 1%
水泥3 6%
水45 55%
氫氧化鈣1.5 2%。所述的垃圾焚燒飛灰的粒徑小于100 μ π!且Al203+Si&含量大于20%。所述的水為自來水或去離子水；所述的水泥為通用水泥；所述的有機硫和氫氧化鈣為工業(yè)級。垃圾填埋場防滲帷幕用注漿材料的制備方法，注漿材料的制備按如下步驟進行。
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a按質(zhì)量百分比稱取各原料垃圾焚燒飛灰40 50%、有機硫0. 5 1%、水泥 3 6%、水45 55%、氫氧化鈣1. 5 2%。b將上述稱取的40 50%垃圾焚燒飛灰、0. 5 1 %有機硫和45 55%的水混合并攪拌5 10分鐘，得到解毒后的垃圾焚燒飛灰漿液。c將上述稱取的3 6%水泥和1. 5 2%的氫氧化鈣混入經(jīng)b步驟得到的垃圾焚燒飛灰漿液中，攪拌3 5分鐘，得到垃圾填埋場防滲帷幕用注漿材料。所述的攪拌是在強力攪拌機中進行的。由于采用了以上技術方案，本發(fā)明的一種垃圾填埋場防滲帷幕用注漿材料及其制備方法，由于采用有機硫?qū)︼w灰進行處理，飛灰中的重金屬污染物得到有效的穩(wěn)定，后期形成的飛灰結石體的浸出毒性能達到國家危害廢棄物鑒別標準。水泥的加入增加了漿體的膠凝特性，且其水化反應產(chǎn)物能與飛灰中的氧化物生成新的膠凝體，氫氧化鈣為堿性激發(fā)劑， 激發(fā)飛灰中的玻璃體，生成更多的膠凝，是注漿材料后期強度增加的主要因素，且飛灰比表面積大，具有微集料效應，使后期結石體孔隙度減小，防滲性能提高，飛灰漿體先期強度不及水泥漿體，其流動性提高，可注性強。該注漿材料不但解決了垃圾焚燒飛灰的出路問題， 而且制備過程簡單，節(jié)約時間，可注性強，防滲性能好，后期強度大且穩(wěn)定，是一種資源節(jié)約型的經(jīng)濟高效注漿材料。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明做進一步詳細描述一種垃圾填埋場防滲帷幕用注漿材料，注漿材料組份按以下質(zhì)量百分比分別為，
垃圾焚燒飛灰 40 50% 有機硫0.5 1%
水泥3 6%
水45 55%
氫氧化鈣1.5 2%。所述的垃圾焚燒飛灰的粒徑小于IOOym且々1203+5102含量大于20%，對于原狀飛灰，可以先進行研磨處理并過篩，粒徑小于100 μ m的垃圾焚燒飛灰比表面積大，因而在非常細小的裂隙中的滲透能力強，且有助于飛灰活性的激發(fā)，對飛灰的解毒和后期強度的提高有利。Al203+Si02含量是衡量垃圾焚燒飛灰潛在活性的重要指標，Al203+Si&含量大于 20 %的垃圾焚燒飛灰活性可激發(fā)潛力大，將生成更多的水化產(chǎn)物，有利于飛灰注漿材料強度和防滲性能的提高。所述的水為自來水或去離子水；所述的水泥為通用水泥；所述的有機硫和氫氧化鈣為工業(yè)級。垃圾填埋場防滲帷幕用注漿材料的制備方法，注漿材料的制備按如下步驟進行a按質(zhì)量百分比稱取各原料垃圾焚燒飛灰40 50%、有機硫0. 5 1%、水泥 3 6%、水45 55%、氫氧化鈣1. 5 2%。b將上述稱取的40 50%垃圾焚燒飛灰、0. 5 1 %有機硫和45 55%的水混合并攪拌5 10分鐘，有機硫能在常溫下與飛灰漿液中的各種重金屬離子(汞、鉛、銅、鎘、 鎳、錳、鋅、鉻等)迅速反應，生成不溶于水，且具有良好的化學穩(wěn)定性的螯合物，飛灰漿液中的重金屬惰性化，其遷移性得到有效控制，得到解毒后的垃圾焚燒飛灰漿液。c將上述稱取的3 6%水泥和1. 5 2%的氫氧化鈣混入經(jīng)b步驟得到的垃圾焚燒飛灰漿液中，攪拌3 5分鐘，攪拌是在強力攪拌機中進行的，水泥與漿液中的水發(fā)生水化反應，生成膠凝及少量氫氧化鈣，氫氧化鈣激發(fā)飛灰中的金屬氧化物玻璃體并與之反應， 生成膠凝，由于飛灰中的玻璃體含量高，加入1. 5 2%的氫氧化鈣可提高垃圾焚燒飛灰漿液的活性，強力攪拌使飛灰漿液更加均勻，得到垃圾填埋場防滲帷幕用注漿材料。
具體實施例實施例1本實施例稱取垃圾焚燒飛灰500g，飛灰的平均粒徑為78 μ m且Al203+Si02含量為觀％，有機硫5. 5g、去離子水500g、32. 5#普通硅酸鹽水泥50g及氫氧化鈣20g，先將垃圾焚燒飛灰、有機硫和去離子水于強力攪拌機中混合并均勻攪拌5分鐘，得到解毒后的垃圾焚燒飛灰漿液，再將水泥和氫氧化鈣混入其中再次攪拌3分鐘，得到垃圾填埋場防滲帷幕用注漿材料，然后用稠度儀法測漿液的初凝時間和終凝時間，用黏度計法測試黏度，用滴定法測試結石率，用量筒法測定析水率。試件采用40mmX40mmX 160mm試模成型，澆筑1天后脫模，在20士5°C霧氣中養(yǎng)護，測定7天、觀天抗折強度、重金屬浸出濃度，抗折強度采用電動抗折儀，浸出濃度采用《固體廢物浸出毒性浸出方法醋酸緩沖溶液法》(HJ/T300-2007)標準。各測試結果見表1。表1實施例1飛灰漿液及結石體試驗結果
權利要求
1.一種垃圾填埋場防滲帷幕用注漿材料，其特征在于注漿材料組份按以下質(zhì)量百分比分別為，垃圾焚燒飛灰 40 50% 有機硫0.5 1%水泥3 6%水45 55%氫氧化鈣1.5 2%。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種垃圾填埋場防滲帷幕用注漿材料，其特征在于所述的垃圾焚燒飛灰的粒徑小于100 μ m且Al203+Si&含量大于20%。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種垃圾填埋場防滲帷幕用注漿材料，其特征在于所述的水為自來水或去離子水；所述的水泥為通用水泥；所述的有機硫和氫氧化鈣為工業(yè)級。
4.垃圾填埋場防滲帷幕用注漿材料的制備方法，其特征在于注漿材料的制備按如下步驟進行，a按質(zhì)量百分比稱取各原料垃圾焚燒飛灰40 50%、有機硫0. 5 1%、水泥3 6%、水45 55%、氫氧化鈣1. 5 2% ；b將上述稱取的40 50%垃圾焚燒飛灰、0. 5 1 %有機硫和45 55%的水混合并攪拌5 10分鐘，得到解毒后的垃圾焚燒飛灰漿液；c將上述稱取的3 6%水泥和1. 5 2%的氫氧化鈣混入經(jīng)b步驟得到的垃圾焚燒飛灰漿液中，攪拌3 5分鐘，得到垃圾填埋場防滲帷幕用注漿材料。
5.根據(jù)權利要求4所述的垃圾填埋場防滲帷幕用注漿材料的制備方法，其特征在于 所述的攪拌是在強力攪拌機中進行的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于垃圾填埋場防滲帷幕的注漿材料及其制備方法。注漿材料組份按以下質(zhì)量百分比分別為，垃圾焚燒飛灰40～50％、有機硫0.5～1％、水泥3～6％、水45～55％、氫氧化鈣1.5～2％。注漿材料制造方法是(1)稱取原料；(2)將垃圾焚燒飛灰、水與有機硫混合并均勻攪拌5～10分鐘；(3)再將水泥和氫氧化鈣混入并均勻攪拌3～5分鐘。該注漿材料解決了已有注漿材料取材難、成本高、流動性差、穩(wěn)定性低、抗?jié)B壓能力差的困難以及垃圾焚燒飛的處置問題。該制備方法具有工藝路線短、操作簡單和省時等優(yōu)點。
文檔編號C04B28/00GK102503247SQ20111028857
公開日2012年6月20日 申請日期2011年9月27日 優(yōu)先權日2011年9月27日
發(fā)明者劉磊, 李江山, 胡竹云, 薛強 申請人:中國科學院武漢巖土力學研究所